冷卻塔工作原理
冷卻塔噪聲是怎么產生的冷卻塔噪聲是指冷卻塔運行時風機的進排氣和減速噪聲、淋水噪聲及電動機在運行時水泵、配管、閥門、塔體向外輻射的噪聲。
冷卻塔結構
冷卻塔的結構組成及功能：支架和塔體：外部支撐；
填料：為水和空氣提供盡可能大的換熱面積；
冷卻水槽：位于冷卻塔底部，接收冷卻水；
收水器：回收空氣流帶走的水滴；
進風口：冷卻塔空氣入口；
百葉窗：平均進氣氣流，保留塔內水分；
淋水裝置：將冷卻水噴出；
風機：向冷卻塔內送風；
軸流風扇用于誘導通風冷卻塔；
軸流/離心風扇用于強制通風冷卻塔。
冷卻塔是利用空氣和水直接或間接的接觸來冷卻水的設備。是用水作為循環冷卻劑，從一個設備中吸收熱量并排放到大氣中，從而降低塔內溫度，制造冷卻水可循環使用的設備。 |
冷卻塔結構
冷卻塔噪聲聲源處冷卻塔噪聲源一般由以內４個部分構成：１、風機進排氣管噪聲；２、灑水噪聲；３、風機減速器和電動機噪聲；４、冷卻塔水泵、配管和閥門噪聲。
冷卻塔聲源
聲源處屬性：噪聲源為落入水中區下的極大圓型水面，為塔內冷卻落入水中對水面的大面積持續的液體間碰撞形成的穩定水噪聲；是機械設備噪聲、空氣動力噪聲、電磁噪聲之外的一類特殊噪聲。聲源處特征：聲源處聲級：80dB（A）上下。頻譜：音頻分布呈高頻（1000－16000Hz）及中頻（500－1000Hz）成分為主的峰形曲線；峰值位于4000Hz上下。聲速：c＝340m/s。波長：λ＝c／f；1.36m（250Hz）～0.02m（1000Hz），以0.085m（4000Hz）為主。兩種最一般噪聲源風機噪音：聲波長，穿透能力強，聲音衰減不顯著，綜合治理困難。空氣在冷卻塔頂導流管內形成湍流和摩擦激發的壓力擾動，形成噪聲，與此同時槳葉與空氣作用形成振動向外輻射噪聲，風機的空氣動力噪聲是一般聲源處。兩種最一般噪聲源落入水中噪音：一般為高頻，綜合治理較為容易。冷卻塔的冷卻循環水經填料層自由落下到落水槽，所形成沖擊噪聲。的強度與落入水中速度的平方成正比。檢測的結果表明落入水中的A聲級噪聲超過70dB，這應屬冷卻塔需綜合治理的噪聲源的一種。
聲波的距離衰減規律落入水中噪聲隨距離的衰減特性符合半球面波在傳遞過程中伴隨著能量遍布的增加而衰減的規律，其“點聲源”的距離衰減規律為距離每增加一倍聲能衰減6dB。用公式計算表述即為：L1－L2=20lg（r2／r1）式中：L1，L2——離聲源邊緣由近及遠二個測量點的聲級值，dB；r2／r1——遠、近二個測量點分別到聲源邊緣的距離之比。當r2／r1＝2時，lg（r2／r1）＝0.3010，于是L1－L2=20lg（r2／r1）＝6dB。冷卻塔為“點聲源”的起止位置依據現有距離衰減實測資料，分析各起止位置d（視進風口為聲源邊緣）的規律可知，視冷卻塔為“點聲源”的起止位置d可用下式估算：d＝a1/2/4式中：a——冷卻塔面積，m2。以現階段我國常見范圍的2000m2的冷卻塔為例，其“點聲源”起止位置d點（以進風口底緣為起點）為11.18m。不難看出，建在離塔（以進風口底緣為起點）12m以外的噪聲測量點大部分都可以將全部的冷卻塔視為“點聲源”如按“點聲源”的距離衰減規律即距離每增加一倍聲能衰減6dB計，則50m處的聲級應分別為65.7及71.ldB（A）：100m處的聲級應分別為59.7及65.ldB（A）；200m處的聲級應分別為53.7及59.ldB（A），220m處的聲級用公式計算推算則應分別為52.9及58.3dB（A）。這就是噪聲影響范圍（力度）的大致評估，它包含了現階段常見的各類大小塔型范圍。借助此法，我們便可依據10－25m處（各塔與其塔型大小相應的“點聲源”起止位置）以遠測量點實測所得聲級，評估各種塔型（單塔）的噪聲影響范圍（力度）。但這只是一種理想條件下的簡便、粗略的評估方法。降噪基本原理聲波在傳遞過程中遇到障礙時，就會發生反射、透射和繞射三種現象。聲屏障就是在聲源與受聲點之間插入一種設施，用以隔斷并吸收聲源到達受聲點的直達聲波，使一部分聲波受阻反射，一部分聲波則經吸收衰減后通過屏體透射（很小）和屏頂繞射等附加衰減形式到達受聲點，達到減輕受聲點的噪聲影響、取得降噪效果的目的。風機低頻降噪措施以下幾點需要注意：
1、風葉端面應在同一平面內，否則將形成湍流噪聲。2、提高整機部件加工和安裝精度，也可降低風機噪聲。
3、采用大圓弧過渡的闊葉片，其形狀近似于帶圓角的長方形，適于配合低速驅動，達到高效及降噪要求。
4、提高轉子平衡精度，先作靜校，后作動平衡校準，以減少振動和由此而引起的風葉擾動噪聲。
5、風葉外緣與機殼的間隙應該是常數，否則將產生不均勻擾動，出現周期性的脈動噪聲。因此要控制外緣徑向跳動量。6、采用均流收縮段線，最大限度實現了均勻的氣流速度場，使風機進口處渦流減為最小，確保軸流風機的正常工作條件。
7、消聲器選取非常關鍵，一般來說消聲器對中低頻噪音效果不明顯，抗性消聲器治理效果好，但頻率選擇性非常強，因此一般來說選取阻抗復合式消聲器。
8、阻抗復合消聲器是指將聲吸收和聲反射恰當地組合起來的消聲器。它同時既有阻性消聲器消除中、高頻噪聲和抗性消聲器消除低、中頻噪聲的特性，具有寬頻帶的消聲效果。
9、機翼形葉片，要比等厚度板形葉片氣流擾動來得小，尤其是大風葉和在較高轉速時，具有較高升力系數和較大的沖角，有利于減少周期擾動和尾跡渦流，可實現較大的降噪量，并具有良好的氣動性能。
10、增大葉輪直徑，降低風機轉速，減小圓周速度，根據冷卻塔的特點和節能要求，采用增大葉輪直徑，減低出口動壓，從而可以實現節能和降噪的要求。降低圓周速度，也是減小風機噪聲有效途徑之一。落水高頻噪聲降噪措施落水噪音治理來講相對容易，但要注意隔音治理同時避免影響散熱性能的發揮，雖然消聲器和消聲百葉可以大幅降噪，但要合理設計，及設計時要綜合考慮散熱性能和動力性能。結構不合理就達不到降噪目的，流阻太大會影響冷卻塔工作，降低制冷能力：動力性能設計不好也會增加阻力，甚至會產生混響噪聲，所以治理過程中要綜合考慮。
1、增加填料厚度，改進填料布置形式；
2、進風口增設拋物線形狀放射式擋聲板，進風不受影響，而落水噪聲則不會直接向外輻射。
3、在填料與受水盤水面間懸吊“雪花片”(因其形狀如雪花而得名，是用高壓聚乙烯徑橫壓成型)，可減小落水差，使水滴細化，降低淋水噪聲。4、受水面上鋪設聚胺脂多孔泡沫塑料。這是一種專門用于冷卻塔降噪用的新型材料，它既有一般泡沫塑料的柔軟性，又有多孔漏水的通水性，可減小落水撞擊噪聲。其他幾種常見的冷卻塔降噪方法聲導流片法（消聲彎頭）
消聲導流片法及特點在冷卻塔進風口安裝消聲導流片，通過消聲導流片的消聲作用，來減少冷卻塔噪聲對外界的影響 ，也稱為消聲器法。增設進排氣消聲器也將影響通風效果，因此對消聲器除了消聲量要求外，通風阻力要小。理論及試驗表明其降噪量可以達到35dB(A)，甚至更高；在降噪量15—2OdB(A)時，與聲屏障造價相當，在20dB(A)以上降噪量時是唯一可選方案；結構緊湊，不占建筑物額外場地，基本無須維護 。
消聲導流片法（消聲彎頭）
隔聲屏障一般設計為距冷卻塔進風口的距離大于冷卻塔進風口高度，屏障高度等于屏障到進風口的距離。降噪效果一般在10-15dB(A)，理論上降噪量可2OdB(A)左右，但存在著聲波繞射問題，在聲影區范圍內降噪量較好，繞射區和聲亮區降噪效果較差，因此實際工程上很難將其影響區內噪聲降低20dB(A)；對通風影響不大，維護比較簡單；建設聲屏障的技術要求不高，但對結構要求相當高，并且投資成本隨著高度的增加成倍增加；
隔聲屏障法及特點：
冷卻塔聲屏障
隔聲屏障
聲屏障的結構可分為地上和地下二部分，地上部分為厚約 20 cm的屏蔽聲波的巨型、連續板式立面（包括斜撐），其頂部為扇形吸聲體或內傾式遮檐；地下部分則為承重、抗傾覆（風荷載）的基礎。
聲屏障的降噪效果聲波遇到屏障發生的繞射現象會減弱聲屏障的隔聲作用，而繞射能力與聲波的頻率有關，所以聲屏障的降噪效果與聲波的頻率即波長的關系很大。聲屏障對于波長短、不易繞射的高頻波的屏蔽作用十分顯著，可以在屏障后面形成很長的聲影區；而對于波長、具有很強繞射能力的低頻波的屏蔽作用則十分有限。當然，也可以通過加高屏障的辦法來削弱繞射聲波對受聲點的影響。由于聲屏障對高頻聲波產生明顯有效的屏蔽作用，而冷卻塔落水噪聲的頻譜以中高頻成分為主，所以采用聲屏障可以取得一定的降噪效果。
聲屏障的降噪效果以聲影區中緊挨屏障的局部區域為最好，最高可達 25 db
聲影區以外的降噪聲級則由于中頻繞射聲波的到達而有所反彈，但對于高頻波而言，衰減量一般還可達到 10－15dB。
然而由于冷卻塔落水噪聲中尚含有中頻成分，所以其降噪效果會有折扣。對于建筑外受聲點來說，為取得滿意的降噪效果，在不影響進風的前提下，尚應通過加大屏障高度調節之。
安裝隔聲屏障時主要注意的是隔聲屏障離冷卻塔百葉進風 口的距離在1m左右以保冷卻塔換氣進風口不受阻，從而使冷卻塔冷卻效果更好。
為防止噪聲繞射而影響消聲導流片的聲學效果，可以在消聲導流片附近安裝一定長度的聲屏障，起到輔助降噪作用。
在冷卻塔噪聲控制工程中，聲屏障是比較常用的一種降噪措施。但在冷卻塔周圍用聲屏障，會帶來一系列問題，必須注意下面三點:
1、冷卻塔聲屏障一般只能設置一個邊，至多只能L形布置,若噪聲影響居民面廣，設置屏障的效果不盡理想。
2、一般來說，增加聲屏障將影響冷卻塔正常進風，影響冷卻效果，這就要看原來選用的冷卻塔是否留有富裕容量，否則慎用。3、冷卻塔聲屏障高和寬的面積一般都很大，而且大都安裝在高處，受風壓力大，建造時要考慮原建筑是否牢固，有沒有安裝位置。
落水消聲法及特點 ：即在冷卻塔底部水面以上安裝落水消能 降噪材料，從源頭著手降低噪聲源。 降噪 效果一般在6—10dB(A)；初次投資較少，對通風散熱沒有影響；缺點是降噪量較少，部件易損壞，維護工作量大， 需要持續投入，并還可能引起凝汽器管子堵塞的問題。
“落水消能降噪器” 以六角蜂窩斜管為主體形式，層高18cm，由豎向導入段、無聲擦貼斜段、粘滯減速斜段、疏散灑落挑流段等四個功能段組成。
彈簧減震器
彈簧減震器的選型方法：1.彈簧減震器荷重范圍選擇
設備運轉重量M * 130% /減震器安裝數量N=彈簧減震器載重范圍；
例：風機運轉重量為：5噸重；單臺風機需要安裝4個彈簧減震器；求單個彈簧減震器的載重是多少？
依公式可得：5000公斤 * 130% /4 = 1625公斤
根據彈簧減震器的參數，彈簧減震器規格參數即可找到適合該臺冷卻塔使用的彈簧減震器規格。
2.設備安裝彈簧減震器數量的確定：
具體辦法如果設備廠家有提供此數據，則依廠方規定；一般情情況下減震器安裝間隔不超過2M,依此可計算出彈簧減震器安裝數量，考慮到設備的穩定性，每個冷卻塔的減震設計為4個。
3.彈簧減震器類型的選擇：
大部分情況下，彈簧減震器的功能和作用都是一樣的，不同類型的減震器的差別在于外形結不同而已。限制型彈簧減震器簡單介紹如下：
限制型彈簧減震器的結構特點在于設有限制減震器高度的裝置，這一特點有利于應用在機器運轉重量變化較大的設備，避免減震器安裝后，機器的高度發生較大變化，而引起設備某些結構受到破壞。例：冷卻水塔、水冷機組等大型設備。
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